Strategies for stem cell survival
- Reference number
- SBE13-0028
- Start and end dates
- 140701-220630
- Amount granted
- 29 999 639 SEK
- Administrative organization
- Uppsala University
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Human mesenchymal stem cells (MSCs) have been proposed as the epitome resource for cell-based therapies. Concerted efforts are focusing on the clinical application of these cells, albeit current MSC treatments still do not achieve desired functional restoration. Our objectives are to develop methods for enhancing MSC therapy by increasing the rate of cell survival and stable engraftment by cell pre-conditioning, e.g. by hypoxia or transfer of protective genes. This will also be combined with microencapsulation to provide the cells with protection during delivery to the target organ. We will also provide a hospitable environment for cells within the target organ for stable engraftment of cells with a desired phenotype. We are focussing on the oral mucosa and vocal cords. The former is a specialized system where wounds heal without scarring, while the latter, in contrast, is prone to scarring. The efficacy of the optimized biomimetic matrices will be evaluated in vitro and in a rabbit model, prior to evaluation of the clinical effects of injection of allogeneic MSCs into oral lesions in patients with cGvHD and injection of autologous MSC into vocal fold scars. With the continued drive towards MSC-based therapies, this study is timely and focuses on methods to improve MSC survival, translatable tools from bench to bedside to modulate MSCs and their supporting ECM. The ultimate goal is to improve functional outcome in clinical trials with less scarring and enhanced function.
Popular science description
INLEDNING Mesenkymala stamceller (MSC) kan erhållas ur ett benmärgsaspirat från vuxna människor. De kan framodlas till ett stort antal celler med bibehållen förmåga att differentiera till brosk, ben, fett och muskel in vitro och in vivo. Odifferentierade MSC utsöndrar stora mängder tillväxtfaktorer som styr hematopoes och hämmar lymfocytfunktion. Vid klinisk transplantation på djur och människa tolereras cellerna väl. Differentieringen verkar styras av den lokala miljön i respektive vävnad. Vid samtransplantation av mesenkymala och hematopoetiska celler vid stamcellstransplantation verkar MSC påskynda anslaget av hematopoetiska celler och minska transplantat-kontra-värdreaktionen. Förhoppningarna på att kunna utveckla nya terapier för en rad sjukdomar är mycket stora vilket återspeglas i att idag pågår mer än 1000 kliniska studier i värden inom området och det finns 700+ företag som hoppas på snart genombrott. PROBLEM Det finns dock problem. Idag är överlevnaden av celler efter implantation mycket låg. Cellerna dör eller sköljs bort och man förlorar möjligheten att utnyttja deras förmåga till läkning. PROJEKTETS MÅL Det föreslagna projektet avser att avsevärt förbättra överlevnaden av MSC vid implantation. Vi har samlat internationellt ledande svenska forskare inom olika aspekter av regenerativ medicin. Kemi, biologi och medicin representeras av Uppsalas, Linköpings Universitet och Karolinska Institutet. Dessa grupper har en bred samlad erfarenhet av området och har tidigare visat förmåga att ta fram nya koncept från laboratoriet till klinik och företag. Grupperna har dessutom ett brett internationellt nätverk som tillåter samarbete med de bästa för bästa möjliga utväxling av nya resultat. HUR OCH VAD? Projektet inriktar sig på cellen och cellens omgivande matrix. Idag avlägsnas vanligtvis matrix från cellerna för implantation. Tyvärr så innebär just detta att cellerna programmeras att dö. Dessutom tas cellerna från en del av kroppen och injiceras in i en annan del vilket ofta startar en oönskad kemisk-biologisk signalering som resulterar i celldöd. RESULTAT Genom att angripa dessa två fundamentala mekanismer har vi stora förhoppningar att få celler att överleva implantationen. Vi kommer också inom projektet att kunna utvärdera delar av de nya koncept som tas fram genom kliniska studier. Studier som ger oss en unik ställning att kunna utveckla nya kraftfulla biomedicinska verktyg för framtida medicinska behandlingar.